ВЛИЯНИЕ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ НА КАЧЕСТВО ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СИСТЕМА АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

КАЧЕСТВО

рения (и, соответственно, подача) принимаются 8=2,5 мм. Диапазон варьирования радиуса при вершине инструмента составляет от г=0 до г=Б/2. В результате проведения эксперимента предполагается также получить силовые параметры процесса, определить некоторые ограничения, определить предельные величины глубины внедрения. Для переноса полученных результатов на ролики, необходимо проведение дополнительных экспериментов.

Работа выполнена при финансировании в рамках гранта Министерства образования Российской Федерации «Разработка процесса и инструмента, обеспечивающего уве-

личение поверхности теплообмена» Т00-6.3-147.

Литература.

1. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин.-М:Машиностроение, 2000.-320 с.

2. Кунтыш В.Б. и др. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения.-СПб.:Недра, 1996.-512 с.

3. Гун Г.Я. Теоретические основы обработки металлов давлением-М:Металлургия, 1980.-456 с.

Влияние состояния металлорежущий станков на качество обрабатываемых поверхностей и система адаптивного управления

А. Г. СУСЛОВ, профессор, доктор техн. наук, Б. В. АГАФОНОВ, доцент, канд. техн. наук, А. И. ДЕМИДЕНКО, доцент, канд. техн. наук, Д. И. ПЕТРЕШИН, аспирант, БГТУ, г. Брянск

Литературный обзор и результаты проведенных исследований показали, что для оценки состояния металлорежущих станков с успехом может быть использована их динамическая жесткость:

^ п)

где АРу! - изменение нормальной силы резания в процессе обработки; Ду^ - соответствующее нормальное от-жатие режущего инструмента.

Анализ теоретических зависимостей [1] и проведенные по ним расчеты убедительно показали, что динамическая жесткость технологической систем, одной из составляющей которой является металлорежущий станок, оказывает значительное влияние на качество обрабатываемых поверхностей (рис. 1).

Для проведения экспериментальных исследований была разработана и изготовлена автоматизированная измерительная система оперативного определения динамической жесткости металлорежущих станков (рис. 2) [2].

Данная система позволяет в течении 10-15 минут при обработке жесткого образца с перепадом в диаметре (для токарных и кругло шлифовальных станков) или уступом (для фрезерных и плоскошлифовальных станков) определить жесткость металлорежущих станков.

Эксперименты проводились на токарных и фрезерных станках, обладающих различной жесткостью.

Так при обработке на токарных станках с3 = 13 кН/мм и 18 кН/мм с изменением режимов обработки (I = 0,5-2 мм, Б = 0,1 - 0,25 мм/об, V = 56 -112 м/мин) получены следующие эмпирические зависимости для расчета высотных параметров шероховатости - И.а и волнистости -

Яа = 1190

j0.07g0.74 y0.63j0.63

(2)

26

№ 1 (12) 2001

□ при наименьших значениях ■ при наибольших значениях исходных параметров

13 ■ 5,7 ■ 8,4 ■

в В!

1тс чистовое точен не

1тс

получистовое точение

1тс черновое точение

при наименьших значениях

I при наибольших значениях исходных параметров

69

70

точение

1тс черновое точение

Рис. 1. Степень влияния жесткости технологической системы на формируемые параметры качества поверхностного слоя деталей при лезвийной обработке

= 2548

е0.2650,7 у0,32^.2

(3)

Их анализ показывает, что на формирование шерохо-(Продолжвние на стр. 31)

A gf^Olgt*) f/^Ш ГРУ™» компаний

O^KORiOYinc. Технические новости wPOCMAPK

Режущий инструмент с маркой юхнокорвйской компании «Korloy» все увереннее расширяет свое присутствие на российском ринке. Этот успех объясняется, с одной стороны, находящимся вне конкуренции соотношением «цена - качество», с другой - постоянным обновлением и совершенствованием выпускаемой продукции.

На этой странице специалисты найдут краткую информацию о последних новинках производственной программы компании.

Новые инструментальные материалы

Для финишной и получистовой, внутренней и наружной токарной обработки предназначен универсальный кермет CN200. Новый сплав характеризуется расширенной областью применения (Р10-Р20, М10-М15, К10-К15 по ИСО) и существенно повышенной стойкостью. Рекомендуемые режимы резания: V= 160-230 м/мин, S=0,05-0,6 мм/об, t=0,03-2,0 мм.

Новый сплав для фрезерования NCM335 (Р35,М25), благодаря оптимальному сочетанию высокопрочной, стойкой к термоударам основы и специального износостойкого покрытия, обеспечивает высокую стабильность и стойкость, как при работе с охлаждением, так и при интенсивной сухой обработке. Сплав рекомендуется для чернового фрезерования, допускает работу на удар.

МО

Р20 РЗО A NCM335

Р40 1

Р50

0,1 0,2 0,3 0.4 0,5 0.6

Подача (мм/зуб)

Новый режущий инструмент

Многофункциональная система резцов MGT

предназначена для широкого диапазона применения и позволяет выполнять продольное и профильное точение, осуществлять отрезку, обработку внутренних, наружных, торцовых канавок и поднутрений. В качестве режущих элементов используются СМИ с двумя режущими кромками и специальной геометрией передней поверхности, обеспечивающей как чистовую, так и черновую обработку различных материалов. Отличительной особенностью системы является уникальная W-образная форма базовой поверхности пластин, повышающая надежность закрепления, обеспечивающая высокую жесткость и стабильность в процессе обработки. Пластины одной формы могут быть использованы как для внутренней, так и для наружной обработки. Пластины разной формы могут устанавливаться в одну державку. Новые дисковые фрезы серии SMC предназначены для высокопроизводительной отрезки и обработки узких пазов. Фрезы изготавливаются в двух исполнениях-нормальном и со ступицей, с номинальными диаметрами 80-200 мм, шириной 4-14 мм. Глубина прорезаемого паза 20-60 мм. Фрезы оснащаются тангенциальными сменными пластинами с пятью эффективными режущими кромками. ^

^^ Новыми конструкциями пополнилось популярное семейство фрез ALPHA-MILL.

Концевые и насадные торцово-цилиндрические фрезы этой серии предназначены для высокопроизводительного фрезерования плоскостей, пазов, карманов, уступов и допускают работу с осевым и наклонным врезанием. Фрезы комплектуются высокоточными пластинами с криволинейными режущими кромками, обеспечивающими производительное, исключительно мягкое резание с высоким качеством обработанной поверхности. Диапазон номинальных диаметров выпускаемых фрез указанной сеоии 10-100 мм.

Главный офис группы «РОСМАРК» : 193015, Россия, Санкт-Петербург, Кавалер! ардская ул., 6 8 327-39-40, 327-08-47,327-39-39 Факс: 275-26-70. 271-81-64

Региональные представители: Москва * (095) 366-96-56 Факс: (095) 737-63-85 Новосибирск Ж (3832) 41-77-65 Факс: (3832) 41-94-59 Красноярск « (3912) 21-17-54 Факс: (3912) 21-75-54 Снежинок « (35172) 3-42-65 Факс: (35172) 3-42-65

вАЫШЛК

Новости от САНДВИК-МКТС

Производительность, эффективность и экономия

Фрезерование рельсов инструментом САНДВИК-МКТС

В настоящий момент мы продолжаем знакомить руководителей предприятий и технических специалистов в области обработки металлов резанием с новыми технологическими решениями Сандвик-МКТС, направленными на значительное увеличение экономической эффективности металлообработки.

Сегодня мы предлагаем Вашему вниманию такой новый и важный для России проект, как репрофилиро-вание старогодных рельсов.

Традиционно репрофили-рование ведется с помощью строгания. САНДВИК-МКТС имеет в своей номенклатуре пластины, которые используются для восстановления профиля головки рельса, однако фрезерование старогодных рельсов, как основной технологический этап, является уникальным и перспективным для МПС России и стран СНГ.

В 1998 году МПС России, в соответствии с программой ресурсосбережения, закупил первый станок для фрезерования рельсов у французской фирмы

ках сотрудничества специалистами Сандвик-МКТС была предложена перспективная концепция режущего инструмента.

В результате сейчас на предприятиях МПС России (Западно-Сибирская, Куйбышевская, Октябрьская и Московская железные дороги) работают четыре станка по фрезерованию старогодных рельсов: один станок фирмы "Жейсмар" и три станка фирмы "Комплекс Центр/ УЗТС". Все станки оснащены СМП из твердого сплава производства российской компании Сандвик-МКТС.

По самым скромным подсчетам специалистов МПС экономия от использования одного станка с инструментом САНДВИК-МКТС составляет около 6,2 миллиона рублей в год. Соответственно, данная программа по репрофилированию старогодных рельсов принесет как минимум 25 миллионов рублей экономии в год.

Режимы, обработки и производительность станков для фрезерования рельсов, оснащеннх инструментом САНДВИК-МКТС

Станок Твердость НВ Пластина Сплав Режимы обработки Производительность км.пути/год

Скорость резания \/с, м/мин Подача Р, м/мин

Жейсмар 400-430 ЭМЕХ 1207А1М-Н1 ЭМЕХ 1207АМ-15Н1 СТ35 150 4 200

РФС 6992 400-450 6-7 300

"Жейсмар" и вышел с предложением к российской компании Сандвик-МКТС обеспечить режущий твердосплавный инструмент сменными многогранными пластинами (СМП) с максимальными характеристиками по производительности, стойкости и стабильности.

Сплав знаний, опыта и самых современных мировых технологий позволил специалистам Сандвик-МКТС успешно справиться с поставленной задачей. В сжатые сроки были созданы и успешно испытаны СМП из нового сплава СТ35, которые полностью отвечали, а по некоторым критериям и превышали высокие требования заказчика.

Успешный опыт эксплуатации французского станка на Западно-Сибирской железной дороге и перспективность данного вида обработки направил российских станкостроителей на создание отечественного аналога. В 1999 году инженерное товарищество "Ком-плексЦентр" на базе УЗТС начало разработку отечественного станка аналогичного французскому. В рам-

Таким образом, использование опыта и знаний российских специалистов, как в области инструмента, так и в области станкостроения позволяет добиваться значительных успехов в освоении самых современных технологий восстановления рельсов.

Станок РФС 6992, оснащенный инструментом САНДВИК-МКТС

_ Главный офис САНДВИК - МКТС _

127018 Москва, ул. Полковая, 13, «ОАО САНДВИК-МКТС» Отдел продаж

Приемная тел. (095) 956-50-80 режущего инструмента тел. (095) 289-64-33 факс (095) 289-81-15

Консультанты тел. (095) 289-25-90 факс (095) 289-81-15

Учебный Центр тел. (095) 289-83-26 факс (095) 289-83-43 «Твердые материалы» тел. (095) 289-74-66 факс (095) 289-21-74

Новости от САНДВИК Коромант_

Прогрессивный фрезерный инструмент

Доля фрезерной обработки для большинства пред- зом, опираясь на мировой опыт (следует отметить, весь-

приятий машиностроения составляет от 10% до 40% в ма успешный), стоит принять следующий факт. Для

объеме всей механической обработки. Не секрет, что решения технических задач в области обработки ме-

именно фрезерные операции являются в большинстве таллов резанием и фрезерного инструмента, в частно-

своем "узкими местами" в производстве, даже на са- сти, следует полагаться на производителей современ-

мых простых операциях. Причина такого состояния ного металлорежущего инструмента,

дел, как ни странно, достаточно банальна и проста - В данном номере хотелось бы познакомить Вас, ува-

инструмент. В большинстве своем - это корпуса фрез жаемые читатели, с частью фрезерной программы ли-

со вставными ножами. Встречаются также и цилинд- дера в области производства металлорежущего инст-

рические быстрорежущие фрезы. Работая таким инст- румента САНДВИК Коромант.

рументом, можно говорить только о его функциониро- Результатом одних из самых последних разработок

вании, но никак не об эффективном, а значит, и эконо- и исследований фирмы стало расширение программы

мически целесообразном использовании. Таким обра- фрез семейства СогоМШ®.

БАМ Р VIК

СоготагЛ

Н290

Назначение - универсальная фреза для обработки плоскостей и прямоугольных уступов.

Прочная квадратная пластина обеспечивает высокую экономичность обработки за счет наличия 4-х режущих кромок.

Идеальная точность прямоугольного уступа достигается особым изгибом фасок на режущих кромках пластины.

Я245

Назначение - высокопроизводительная фреза для обработки плоскостей.

Экстрапозитивная геометрия. Обработка любых материалов в любых условиях (с ударом, по прерывистым поверхностям). Чрезвычайно высокая производительность при низких отжимающих усилиях.

Независимо от глубины резания обеспечивает высокое качество обработанной поверхности, что позволяет исключить дополнительные чистовые проходы и последующее шлифование.

ЯЗЭО

Назначение - универсальная фреза для обработки плоскостей, прямоугольных уступов, пазов и профильного фрезерования.

Высокая точность и экономичность при высокопроизводительной обработке прямоугольных уступов и пазов, отсутствие заусенцев и переходов при многопроходной обработке, низкие силы резания.

Имеется возможность челночного врезания в закрытых пазах и сверления при винтовой подаче.

В331

Назначение - фреза для прорезки пазов, обработки торцов и уступов.

Особенности. Выпускается в 2-х и 3-х стороннем исполнении. Корпуса фрез диаметром больше 80мм допускают регулировку по ширине, что позволяет производить чистовую обработку пазов в размер с допуском ±0,01мм.

Самые узкие фрезы шириной 6 и 8мм эффективно используются для отрезки.

язоо

Назначение - высокоточная фреза для чистовой и получисто-вой контурной обработки.

Обладает идеально точной тороидальной геометрией, благодаря установке пластин без наклона.

Эффективно используется для обработки штампов и прессформ, позволяя получить окончательные размеры и качество поверхности. Также фреза Р300 обеспечивает минимальный и постоянный припуск для высокоскоростной чистовой обработки цельнотвердос-плавными фрезами.

Я200

Назначение - универсальная торцовая фреза для обработки плоскостей и профильного фрезерования.

Контурная обработка во всех направлениях резания. Наибольшая эффективность при выборке полостей большого объема при изготовлении штампов и прессформ.

Прочность пластины круглой формы позволяет использовать фрезу Р200 для работы в тяжелых условиях (с ударом по прерывистой поверхности и корке) в любом направлении резания.

Региональные представительства САНДВИК - МКТС

С-Петербург тел. (812) 118-46-60 Новосибирск тел. (3832) 20-13-82 Киев тел. (044) 212-43-10

Ростов-на-Дону тел. (8632) 34-85-66 Екатеринбург тел. (3432) 70-41-47 Минск тел. (10 37517) 227-23-02 Тольятти тел. (8469) 38-19-79 Н-Новгород тел. (8312) 96-03-07

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ СПОНСОР МЕЖДУНАРОДНОЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ВЫСТАВКИ

МНР 1111М11М1И11 111М 71М17 ММИМ II III ИНН &ЗЬ8В88Ь* 25.02-01.03.2002

«ИСОТ Инструменты Станки Оборудование Технологии» - это журнал для любознательных, любителей и профессионалов, интересующихся проблемами иструмента.

Специализированный дайджест популярной информации о профессиональном, любительском, электрическом и ручном инструменте для различных сфер деятельности.

Освещаются вопросы производства, поставки, сертификации, продажи, эксплуатации, сервиса, рационализации, истории инструмента.

Размещаются материалы о новых технологиях и новинках инструментального рынка, предложения российских изобретателей, новые и «хорошо забытые старые» разработки.

Иллюстрированный журнол с рекламными блоками.

Тираж - 5.000 Формат А4,

Переадичность - 6 номеров в год.

Зарегистрирован в 1999 году.

Выходит с 1999 года.

Издатель -000 «Капитал Сойн Трэйд».

Распространяется в Москве и регионах России, за рубежом, на технических международных выставках и экспозициях, по подписке и адресной почтовой рассылке.

Подписка оформляется на год. Стоимость подписки включает курьерскую доставку по Москве и адресную почтовую рассылку по России и странам СНГ.

Оформить подписку можно в редакции по факсу (095) 268-6419,

или электронной почтой ¡БоКФсар^аЫд п.ги

Подписчики журнала получат "КАТАЛОГ-СПРАВОЧНИК ИНСТРУМЕНТА" в подарок

Вы можете приобрести журнал "ИСОТ", "СПЕЦВЫПУСК" и "КАТАЛОГ-СПРАВОЧНИК ИНСТРУМЕНТА" на выставках в Москве, в представительствах журнала, в редакции.

Подписная "АНКЕТА-КУПОН" размещена в журнале "ИСОТ"

Публикация в "ИСОТ"

Вам удачу принесет!

ЗАО фл 11 ч1.1

г. Челябинске Фирм.*

ив

тия входит

"Резол

тт ^пнмп ^I

Ваш надёжный партнёр

ольскин пр-т. 2-41)5 57-09,13-67-33 ru.com, РоНех2000(& та

КАЧЕСТВО

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

(Окончание. Начало на стр. 26)

деталь

индуктивный датчик преобразователь

w

динамометр

удм w

I - измерение dPi

усилитель

АЦП Т"

Рис. 2. Система для испытания станков

ватости и волнистости обрабатываемых поверхностей наряду с жесткостью технологической системы значительное влияние оказывает подача. Это убедительно говорит о том, что для адаптивного управления шероховатостью и волнистостью обрабатываемых поверхностей деталей, приводящих к изменению жесткости технологической системы, может быть использовано соответствующее автоматизированное изменение подачи.

С этой целью была разработана система адаптивного управления параметром шероховатости Ла. Разработанная система адаптивного управления разрабатывалась на базе модернизированного токарного станка с ЧПУ модели 16Б16 ФЗ [3] и построена как система предельного регулирования. Блок схема разработанной системы адаптивного управления представлена на рис. 3.

ПЭВМ NVL 03

СУЭП, дпт

KP, ЦАП

ЭВМ

Рис. 3. Блок-схема системы адаптивного управления параметром шероховатости Ra

преобразует цифровой код в аналоговое напряжение задания для схемы управления электроприводом (СУ ЭП), и начинается обработка заготовки с расчетной подачей.

Данная система адаптивного управления работает с запаздыванием по управляемой величине, шероховатости обработанной поверхности из-за того, что для определения шероховатости поверхности требуется участок обработанной поверхности. Величина запаздывания определяется величиной участка обработанной поверхности (не менее 10 мм), величиной продольной подачи и скоростью трассирования датчика, которая является величиной постоянной.

После обработки необходимого участка на обработанную поверхность опускается датчик [4], и происходит измерение шероховатости поверхности.

По окончании измерения производится сравнение измеренной шероховатости с заданной. В случае, если измеренная шероховатость отличается от заданной больше, чем на величину допуска, то происходит коррекция расчетной величины подачи. Если измеренная шероховатость оказалась больше требуемой, то происходит уменьшение продольной подачи, иначе подача увеличивается. Если же измеренная шероховатость находится в пределах допуска, то величина продольной подачи остается без изменений. После того, как подача была скорректирована, необходимо опять произвести измерение шероховатости поверхности.

Для реализации алгоритма функционирования система адаптивного управления было разработано соответствующее программное обеспечение. Программное обеспечение реализовано на языках СИ++ и частично Ассемблере. Программа построена в виде отдельных модулей объединенных одной главной программой, вызывающей эти модули.

Работает система адаптивного управления следующим образом. Перед началом обработки заготовки необходимо ввести в ПЭВМ исходные данные (требуемую шероховатость обработанной поверхности, допуск на требуемую шероховатость, диаметр обрабатываемой заготовки, режимы резания, физико-механические свойства обрабатываемого материала, жесткость технологического оборудования). По введенным данным производится расчет начальной величины продольной подачи Б, обеспечивающей заданный параметр шероховатости Яа. Далее на выход ПЭВМ передается цифровой код пропорциональный расчетной величине подачи. На выходе ПЭВМ для связи с внешними устройствами установлен универсальный адаптер аналого-цифрового ввода/вывода Ы\/1_ 03 фирмы «Сигнал» (Россия), Далее цифровой код записывается в буферный регистр (БР) и поступает на вход схемы ЦАП. Схема ЦАПа

Литература.

1. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. - М.: Машиностроение, 2000. - 320 с.

2. Суслов А.Г., Демиденко А.И. Оперативный контроль состояния технологического оборудования.// Инструмент Сибири. - 2000. - № 3. - С. 5 - 7.

3. Петрешин Д.И. Возможности оснащения токарных станков с ЧПУ адаптивными системами управления.// Инструмент Сибири. - 2000. - № 3(6) - С. 26 - 27.

4. Суслов А.Г., Хандожко A.B., Петрешин Д.И. Автоматизированное измерение параметров шероховатости в статике и динамике./ Качество машин: Сб. тр. 4-й междунар. науч.-техн. конф. В 2-х т./ Под общ. ред. А.Г. Суслова. -Брянск: БГТУ, 2001. - Т.1.- С. 155-157.

№1(12)2001 31